21 相似模型之梅涅劳斯(定理)模型与塞瓦(定理)模型(教师版).docx
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1、21相似模型之梅涅劳斯(定理)模型与塞瓦(定理)模型梅内劳斯(Meneiaus,公元98年左右),是希腊数学家兼天文学家,梅涅劳斯定理是平面几何中的一个重要定理。梅涅劳斯(定理)模型;如图1,如果一条直线与4BC的三边A8、BC、CA或其延长线交于尸、D、E点,那么会黑弓二1.这条直线叫48C的梅氏线,AABC叫梅氏三角形梅涅劳斯定理的逆定理:如图I,若F、D、E分别是4BC的三边A8、BC、CA或其延长线的三点,如果则R。、七三点共线.塞瓦(GGO1647-1734)是意大利数学家兼水利工程师.他在1678年发表了一个著名的定理,后世以他的名字来命名,叫做塞瓦定理。塞瓦(定理)模型:塞瓦定理
2、是指在AABC内任取一点G,延长AG、BG、CG分别交对边于。、E、F,JtrlCEllFBDCE4如图2,则而.而嬴=1。注意:梅涅劳斯(定理)与塞瓦(定理)区别是塞瓦定理的特征是三线共点,而梅涅劳斯定理的特征是三点共线;我们用梅涅劳斯(定理)与塞瓦(定理)解决的大部分问题,也添加辅助线后用平行线分线段成比例和相似来解决。例1.(2023.浙江九年级期中)如图,在AABC中,Ao为中线,过点C任作一直线交48于点F,交Ao于点、E,求证:AE.ED=2AF.FB.【解析】,直线人”是AABD的梅氏线,.AEDCBF1,=1EDBCFADC1AEBFlltlAE2AF而=-,.=1,即=.BC
3、2ED2FAEDBF【点睛】这道题也是梅氏定理的直接应用,但是对于梅氏定理的应用的难点,在于找梅氏线.例2.(2023.重庆九年级月考)如图,在AABC中,NACB=90o,4C=BC.AM为BC边上的中线,CD1AM于点D,C。的延长线交A8于点E求常【解析】:HR:是的梅氏线,由题设,在Rt4MC中,CD1AM,AC=2CM,由射影定理盥=孚4丝=黑=4.对448M和截线EOa由梅涅劳斯定理,DMDMAMCM2普2AEBCMD,u,1AE21EBCMDAEB14【点睛】这道题也是梅氏定理的直接应用,但是对于梅氏定理的应用的难点,在于找梅氏线.例3.(2023.湖北九年级期中)如图,点、E分
4、别在A4BC的边AC、AB上,AE=EB,=gBD与CE交十点F,SXABC=40.求SAEFD.【解析】对“和截线BF。,由梅氏定理得:1*1.IyrDC即蓝=1.噌=(Sabfe=;Sa8EC=ESM8cAEFD=S&aBDSABEF=ODsMBC=非4。=11.【点睛】这道题主要考查梅氏定理和面积问题.例4.(2023.江苏九年级月考)已知AO是AABC的高,点。在线段BC上,且8D=3,CD=1,作。EIAB于点E,DFj1.Ae于点、F,连接M并延长,交BC的延长线于点G,求CG.【解析】如图,设CG=x,MG是ARBC的梅氏线则由梅涅劳斯定理雷低嗡=1.显然崎鸣谓=缁于是产=】,得
5、T【点睛】这道题主要考查梅内劳斯定理和射影模型的综合.例5.(2023.广东九年级专项训练)如图,在a48C中,4的外角平分线与边8C的延长线交于点P,的平分线与边CA交于点Q,NC的平分线与边A8交于点R,求证:P、Q、R三点共线.【解析】”是/R4C的外角平分线,则2=等BQ是48C的平分线,则盖=%CR是2CB的平分线,则黑=等X酬空.丝.竺=丝.些卫=1,PCQARBCAABBC因K在44上,Q在CA上,户在8C的延长线上,则根据梅涅劳斯定理的逆定理得:A。、K三点共线.【点睛】这道题主要考查梅氏定理和角平分线定理的综合应用.例6.(2023上广东深圳九年级校联考期中)梅涅劳斯(Men
6、aaUC是古希腊数学家,他首先证明了梅涅劳斯定理,定理的内容是:如图1,如果一条直线与AABC的三边A8,8C,&4或它们的延长线交于尸、D、E三点,那么一定畸喘嗤=1.下面是利用相似三角形的有关知识证明该定理的部分过程:证明:如图2,过点A作TlGIl8C,交加的延长线于点G,则有警=煞生=会FBBD4AG*AGFBDF,AAGESACDE,FBBDCEDCEAAGBDCDDCAG请用上述定理的证明方法解决以下问题:(1)如图3,C三边CB,AB,AC的延长线分别交直线!于XZZ三点,证明:等CZAYZAYB1.请用上述定理的证明方法或结论解决以下问题:(2)如图4,等边力BC的边长为3,点
7、。为BC的中点,点产在48上,且8户=2AC/与40交于点E,试求AE的长.(3)如图5,A48C的面积为4,尸为AB中点,延长BC至。,使CD=BC,连接F。交Ae于E,求四边形BCEF的面积.【答案】(1)详见解析;(2)4E=jg;(3);43【分析】过点C作CV屹交于点N,根据平行线分线段成比例定理列出比例,化简计算即可二(2)根据定理,勾股定理,等边三角形的性质解答即可.(3)根据定理,计算比值,后解答即可.【详解】(1)证明:如图,过点C作v立交Ay于点N,m,lBXBYCZYN4,BXCZAYBYYNAY,IJII=故-=1XCYNZAAYXCZAYBYNAYYB(2)解:如图,
8、根据梅涅劳斯定理得:器答=1.roDCEAAp1BC.BF=2AFf.一=-,=2,DE=AE.在等边48C中,;48=3,点。为BC的中点,BF2CD.4OJ_8C8D=CQ=m.,由勾股定理知:AD=y3E=3.(3)解:线段。是AABC的梅氏线,;由梅涅劳斯定理彳导,7,77,77=,即iXixZT=1,则7=不如图,连接尸C,FBDeEA11EAEA2SABCFTScSACEFTZkBC一卜是Slnl边形BCFF=S&b+CEF=ABC=T=ZO3【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,勾股定理,等边三角形的性质,三角形面积的计算,熟练掌握定理是解题的关键.例7.(2023.山东九年
9、级月考)如图:P,Q,R分别是AABC的3C,CA,AB边上的点.若4P,BQ,CR相交于一点M,求证:BPpCQpM=1.PCQARB证明:如图,由三角形面积的性质,有誓学返,瞿东幽,弃登a以上三式相乘,得况.毁理=.他BMCPCSamcQASambPCQARB例8.(2023.浙江九年级期中)如图,在锐角AABC中,AO是BC边上的高线,是线段A。内任一点,8”和CH的延长线分别交AC、A8于E、F,求证:NEDH=/FDH。ABDC【详解】证明:过点A作PQ5C,与DF,力E的延长线分别交于点P、Q,R.dQjBDC对MBC和点H应用赛瓦定理可得:三=1.IzCkADCDCHRC.AF_
10、APCE_CD.APBDCD_.PQHBc,丽一访,疏一而,访.布而一1,AP=AQ根据垂直平分线,.PD=QD,.PQO是等腰三角形,NEQ二N尸。”。点评:本题考杳了赛瓦定理,要熟练掌握定理的内容,是解此题的关键.例9.(2023.北京九年级月考如图,四边形ABe。的对边AB和CD,AD.线AC与BD交于点M,直线K1.与80,AC分别交于F、G,求证:GDKf1.G对AOK1.和点4应用赛瓦定理可得:三=1.AKF1.1.D对AO也和截线4CG,由梅氏定理得:,翳=1AKG1.CU由得:77=7r1.1.U则DA1.PQo5C分别相交于1.、K,对角FKG一-71.G点评:本题考查了赛瓦
11、定理,要熟练掌握定理的内容,是解此题的关键.例10.(2022山西晋中统考一模)请阅读下列材料,并完成相应任务:塞瓦定理:塞瓦定理载于1678年发表的直线论,是意大利数学家塞瓦的重大发现.塞瓦是意大利伟大的水利工程师,数学家.定理内容:如图1,塞瓦定理是指在4BC内任取一点。,延长AO,BO,CO分别交对边于O,E,Ff则BDCEAFY-X-X-=1.DCEABF数学意义:使用塞瓦定理可以进行直线形中线段长度比例的计算,其逆定理还可以用来进行三点共线、三线共点等问题的判定方法,是平面几何学以及射影几何学中的一项基本定理,具有重要的作用.任务解决:如图2,当点O,E分别为边8C,AC的中点时,求
12、证:点尸为AB的中点;若AABC为等边三角形(图3),A=12,4E=4,点。是BC边的中点,求B尸的长,并直接写出80户的面积.【答案】证明见解析BF=8;ABOF的面积为65【分析】(1)根据塞瓦定和中点的性质即可求解;(2)根据塞瓦定和等边三角形的性质即可求出3尸,然后过点尸作/GJ_BC于G,证明AC0DAC尸G,可求出。力,从而求出aBOC的面积,然后根据喘=:可求aBb的面积,从而得解.D1.【详解】(1)证明:在AABC中,点O,E分别为边BGAC的中点,BO=CD,CE=AE.由赛瓦定理可得:三=1.=l:.AF=BF.即点产为A8的中点;DCEABFBF(2)解:YZkABC
13、为等边S角形,AB=12,BC=AC=12C点。是BC边的中点,FD=DC=6,.MF=4,CE=8.由赛瓦定理可得:BF=Si过点尸作尸GJ_BC于G,A=BFcos60。=4,FG=Fsin60=43,:,CG=BcBG=8,VAB=AC,BD=CD,ADBC,:.ADFGf:.&CODACFG,;噌=符即能号,8=小一次8Co=COD=18J,VB=12,BF=3,;.AF=AB-BF=*工=;BF2SABCF2又SAABC=fX12?=366,.SaBCF=SaABC=243Sb0p=SABCF-SBOC=63【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、中点的性质、等边三角形的性质,读懂
14、题意,学会运用塞瓦定理是解题的关键.课后专项训练1. (2023.广东九年级期中)如图,在AABC中,M是4C的中点,E是AB上一点,AE=工48,连接EM4并延长,交BC的延长线于则屁=()CD232解:法1:对AABC和截线EM0,由梅氏定理得:EBCDAM :M是AC的中点,E是AB上一点,AE=工A8,差=:,粤=1,4EB3AM 律1=1,,喝=3,.卷=2,故选A法2:如图,过C点作CPA8,交DE于P,*:PC/AE,1.XkEMsXCPM,.PC-CMAEAMTM是AC的中点,AM=CM,:.PC=AE, ;AE=A8,CP=-AB,/.CP=-BEf443t:cp/BEtMd
15、cpsAdbe,,型=型=工,BEBD3.BD=3CD,:.BC=ICD,即型=2.故选:B.CD2. (2023.浙江九年级期中)如图,D、E、尸内分正AABC的三边A3、BC、AC均为1:2两部分,AD.BE、C尸相交成的PQR的面积是ABC的面积的()解:对aAOC用梅涅劳斯定理可以得:理迈%=1,则延=&BDCPDBCEAPD1SSBCF=-,SMCQ=旦SaBCE=旦,SBPRF=*SMBD=旦,3721721,SapQR=SbBCF-SdBCQ-Sbprf=Sabc故选:D.3. (广东2023-2024学年九年级上学期月考数学试题)如图,在Rt48C中,乙4CB=90。,4C=3
16、,3C=4,CD1.AB,垂足为O,E为BC的中点,AE与CD交于点尸,则。尸的长为.【答案晦【分析】过点尸作FH1.AC于,根据勾股定理求得48的值,根据三角形的面积求得CD的值,根据勾股定理求得4。的值,根据相似三角形的判定和性质可得?设尸”=2k,AH=3k,CH=3-3k,根据相Arto似三角形的判定和性质可求得k的值,即可求得G/和FH的值,根据勾股定理求得CF的值,即可求解.【详解】解:如图,过点尸作/IMC于凡在Rt448C中,AC=3,BC=4,则48=7AC?+BC2=32+42=5,CD1.AB.Sabc=ACBC=ABCD,即(x3X4=1x5XCo解得:CD=当在RtA
17、ACD中,AC=3,CD=y,AD=AC2CD2=J32(.)=VFH1ACfACB=90o,:.FHEC,.AFH八AEC,吟=务:EC=EB=2,AC=3,N=H设FH=2,AH=3k,CH=3-3k,AHAC3VFHlACfCD1AB,DCA=DCAf.CHF-CD4,ADCD.=三CF=CH2+/出=J管)2+2=M:.DF=CD-CF=W-卷【点睛】本题考查了勾股定理,三角形的面积,相似三角形的判定和性质,熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.4. (2022年山西中考一模数学试题)如图,在RtAABC中,4BAC=90。,AB=3,AC=4.AD是BC边上的中线.将448C沿
18、40方向平移得到A,B,C,.4C与BC相交于点E,连接84并延长,与边AC相交于点F.当点E为4C,的中点时,4F的长为.【答案】971212【分析】则E为4C的中点,得4为40的中点,证明BEA,A8C凡推出BE:BC=A,EFC=BA1.BF=3:4,在Rt中,利用勾股定理求得8F,再根据相似比即可求解.【详解】解::由平移的性质得ACIlAC,AC,=AC,,为4C的中点,詈=察,,星E=;,为AD的中点,。是BC边上的中点,;ABEABCF,:.BE:BC=AE:FC=BBF=3:4,OOOA,AC=4,.A,E=2,.*.=,FC=-,/.AF=4=,FC4333在Rt力BF中,B
19、F=JAB2+AF?=小9+?=卑,VBA,.BF=3.4f.a,F=-BF=-=-f故答案为:画.4431212【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,平移的性质,勾股定理,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.5. (2022年山西省太原市九年级下学期一模数学试题)如图,AB为OO的直径,C为。上一点,。的切线BD交AC的延长线于点。,七为80的中点,CE交AB的延长线于点尸.若AC=4,08=BF,则8。的长为【答案若%分析连接。C,4C,根据48为O。的直径,可得/4。8=/成7)=90。,再由:为8。的中点,可得。:=8后。从而得至IN8CE=NC8E,然后根据切线的性质可得NAB
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